高端容错计算机

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高端容错计算机(High-end Fault-tolerant Computer)

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什么是高端容错计算机

  高端容错计算机,俗称“大型机”,是指具有高可靠性和强大信息处理能力的大型服务器系统,通常可支持8—64颗处理器,可靠性高达99.999%,具有强大的处理能力和高可靠性,能够承担大规模的商业事务处理任务。

  高端容错计算机不仅具有普通服务器难以企及的单机处理能力,其承担的业务系统更要抵抗来自网络的黑客、病毒攻击,保证业务数据不能错、不能丢,不能计划外停机。

  高端容错计算机是国家信息化建设的重大战略装备,因巨大的处理能力和高可靠性特征,广泛应用于银行交易与结算、证券交易通信电力调度、民航空管等关键系统的关键应用,对社会生活及国家经济建设有着举足轻重的战略意义。 

高端容错计算机的特征

高端容错计算机
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高端容错计算机

  高信息处理能力和高可靠性是这类服务器产品的两大最关键特征,举例来说:

  1.高信息处理能力:在电信行业,根据某省级移动公司内部数据统计,当用户数量为2300万时,按照每人每天14条计费记录计算,电信系统每天的交易量超3亿笔,约是大型商业银行全国日平均业务量的3倍。测算的每天总交易量要求高端服务器系统的处理能力在3200000 TPmC以上(每秒事务处理数);

  2.高可靠性:某国有大型银行的业务系统要求高端服务器系统的可用度达到99.999%。根据该银行的统计数据,近五年来,承载其核心业务的高端服务器系统只出现过1次故障,并且在1小时内得到了快速恢复。

  可见,高端容错计算机是核心关键应用的中枢系统。在金融、电信、能源、交通等关键应用领域,承载核心业务的高端容错计算机通常扮演着后台信息中枢的角色,它的运行直接关系到经济、社会的正常运转。

  高端关键应用,如银行的储蓄业务系统、汇兑结算系统和信用卡交易结算系统,证券的交易系统和报价系统,电信领域的通讯网网管系统,能源领域里的电力调度系统,民航领域的空管系统和机场出港系统等,通常系统处理任务繁重,且需要7×24小时不间断运行。

  这类系统如果发生故障,将带来巨大的损失和风险。据Qualix Group统计数据表明,1分钟的宕机平均会使运输业损失15万美元,银行业损失27万美元,通信业损失35万美元,制造业损失42万美元,而证券业损失高达45万美元。

  如2006年10月,由于中国民航信息网络有限公司(简称“中航信”)离港系统主机出现技术故障,导致包括北京首都国际机场等多个机场离港系统瘫痪,严重影响了北京、上海、广州等多个大型机场的航班进出港,造成大量旅客滞留和上千万的经济损失,严重影响了航空运输秩序。

  另外,高端容错计算机也是云计算时代的理想“硬核”。随着“物联网+云计算”模式的应用落地,应用和数据大规模集中的趋势将进一步加强。数据量和处理量指数级膨胀,对数据库处理提出更高要求,高端容错计算机成为最优的硬件平台选择。

高端容错计算机的作用[1]

  对于高端容错计算机的作用,第一句话是“关键应用的中枢”。在关键应用领域承载核心业务的高端容错计算机通常扮演着后台信息中枢的角色,一旦出现故障,往往会造成业务系统的整体停顿,产生巨大的经济损失,甚至直接威胁到社会的安定和经济的正常运行。2010年5月6日,美国股市由于其交易系统的技术缺陷和操作员误操作造成整体雪崩式的抛盘,迫使纳斯达克交易所纽约证交所事后取消了部分交易,严重干扰了美国金融秩序。

  第二句话是“云计算的基石”。随着“物联网+云计算”模式的应用落地,应用和数据大规模集中的趋势将进一步加强。数据量和处理量呈指数级膨胀,对数据库处理提出更高要求,高端容错计算机成为最优的硬件平台选择。

  云计算的实质是“由软件、应用平台、硬件基础设施联合组成的IT资源池,向用户提供付费的资源服务”。在这一模式中,大量小型的分散系统被整合到一起,形成巨型信息系统,而物联网则是互联网由人机交互向人机物交互的延展,信息系统需要管理的实体急剧膨胀,它将带来数据量的成百上千倍的增长。

  在“物联网+云计算”模式下,系统对响应速度、并发处理能力、计算拓展性和业务连续性的需求也更加苛刻,高端容错计算机具有高可靠、高扩展、高集成度、高能效、低成本等特性,具有中低端服务器和集群系统无可比拟的技术优势,将成为云计算的理想“硬核”。

高端容错计算机在中国

国产高端容错计算机[2]

  农业银行参与的国家863计划重大项目——“国产高端容错计算机”项目在2013年8月下旬顺利通过国家科学技术部验收。项目验收组相关院士和专家在认真听取项目的用户示范报告,观看项目成果演示,审查相关文档和资料后,经充分讨论和质询,一致认为农业银行参与研制的华为H8000高端容错计算机系统处理能力和可靠性达到或超过预期指标,示范应用经过8个多月的运行,安全稳定,实现了国产主机在关键业务中的应用,项目顺利通过验收。

  银行业作为我国信息化前沿的关键核心行业,基础设施中核心硬件几乎全部由国外厂商垄断,这既是我国金融信息安全的隐患,也令银行业在控制信息科技成本方面受制于人,影响银行业信息化建设的长远发展。发展高端容错计算机,实现高端容错计算机的核心技术自主化突破,能有效打破国外高端服务器厂商对市场的绝对垄断和技术封锁,促进国内高端服务器领域的技术、产品和产业的发展,满足金融等应用领域对高可靠计算机产品的迫切需求,对国家经济运行安全、社会安全和国家战略安全具有极其重要的现实意义和长远的战略意义。为此国家在863计划信息技术领域,设立了“高端容错计算机”重大项目,目标是成功研制在处理能力、可用性等方面达到国际先进水平的高端容错计算机产品。

发展国产高端容错计算机的意义

  当前,“云计算+物联网”已经成为未来IT应用的主流趋势。这种模式的应用落地将使经济、社会运行对信息化的依赖程度进一步提升。高端容错服务器作为信息化中枢的地位将进一步凸显。因而,自主发展高端容错服务器已经成为关乎云时代国家信息安全和经济社会正常运转的战略性大事。

  1.云时代突破技术封锁 保障国家信息安全

  物联网是对互联网的延展,通过各种信息传感技术,万事万物都将被纳入到“人机物”三方交互的信息化网络中来。而云计算将推动大量数据和应用从个人终端向大型云计算中心聚集。二者的结合将使社会发展对于信息化的依赖程度进一步提高。作为信息化后台支撑,高端容错服务器的战略意义也随之进一步提升。

  然而,在数据大集中、信息化直接影响经济社会发展的趋势下,使用国外高端服务器将使得信息和资源将进一步向国外巨头集中,信息安全面临更加严峻挑战。通常,国外的高端服务器系统都具备远程维护功能,可以通过远程操作进行系统开关机、状态监控、软硬件配置、信息调阅等操作,这些功能使得国外厂商可以轻易窃取系统内的敏感信息,甚至破坏系统,对于云时代的关键信息系统而言无疑是“定时炸弹”。

  事实上,对于国内关键应用系统,国外一方面更加严格地控制高端服务器的出口,同时也加强了信息战、网络战的力度。

  例如国外32路以上的系统,其出口许可证明确规定“系统的使用仅限于商业用途;指定安装地点和应用;系统供应厂商和国家商务部要对系统的用途进行定期检查”,而且商务部对这类系统的配件出口进行严格监管,严防通过进口部件进行整机组装。

  而根据英国伦敦国际战略研究所《世界军事力量对比》发布的报告,未来的战争将以大规模网络攻击而非传统的发射导弹为开端,信息战的威胁可与过去几十年中的核战争威胁相提并论;2009年9月18日,美国成立“网络战司令部”,执行电子战、信息战、网络安全、应急作战、特种战等任务,中国被认为是重点作战目标。

  2.打破国外长期市场垄断 降低行业信息化成本

  另外,国外厂商在这一领域长期保持高度垄断,高端服务器硬件购买、相关软件和后续维护费用十分昂贵,也大大增加了我国信息化的建设成本。

  以中国建设银行为例,每年投入到高端容错计算机的维护服务费用约相当于采购费用的15%-20%。同时还了解到国外厂商在产品定价的特殊策略:高端服务器硬件系统可以低折扣销售,但高端服务器相关软件和服务无任何价格折扣政策。某国外厂商的高端系列产品一套操作系统的价格高达3000万美元,一套四节点用于银行核心业务的高端服务器购置费用约3亿人民币,每年的维护费用达到近6000万人民币。

  因此,发展我们国家自主的高端服务器产业,有着重大的战略意义和现实意义:

  1)摆脱低端价格红海,在高利润市场发展壮大。发展自主高端容错计算机,将使国产厂商有了进军高端市场的武器。以此为契机,国产厂商将逐步摆脱低端市场的价格竞争,向高利润、高附加值市场寻求发展空间,并在与国外厂商的市场对话中不断提升产业竞争力、壮大产业规模。

  2)高端辐射低端,带动产业技术升级。近二十多年的核心信息装备技术主要来源于大型机、小型机等等高端产品的研制,而中低端服务器的关键技术70%来源于高端容错机的技术积累。因而,围绕高端容错计算机的自主技术研发,将辐射带动整个服务器产业的技术升级与演进。国产服务器行业核心技术空心化的问题将逐步改观,产业升级步伐进一步加快。

  3)打造中国IT产业自己的“椅子”。硬件是软件和服务的基础,也是整个IT产业发展的起点。国内IT产业没有创新空间的根本原因之一正是没有可以立足的自主硬件平台。高端容错计算机等核心硬件装备上的自主化突破,将使我国在全球IT产业的“谈判桌”上有自己的椅子,成为整个国内IT产业完善生态链、谋求长远发展的根基。

  4)瓦解市场垄断机制,实现信息化成本可控。国外产品长期高度垄断,使高端容错计算机的硬件、相关软件和后续服务价格极为高昂。自主产品的出现将引入市场新竞争机制,瓦解国外厂商的垄断利润,大大降低国内用户的信息化成本。

参考文献

  

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